雪地上的速度与激情

张莉清

无舵雪橇、雪车和钢架雪车这3个项目在运动过程中，都在一定程度上受到重力影响：运动员凭借人和雪橇共同的重力从高向低运动。在这个过程中，动能由重力势能转化，在其他条件都完全一致的情况下，重量越大，所具有的重力势能就越大。所以运动员的体重和对车体的合理配重就很重要，如果重量不足，可以适当为车体进行配重，但不能超过最高限制。

另外，由于复冰现象（当一块冰的某一个表面受压，压力令熔点降低，使得冰溶化成水），冰刀和冰面的接触部分会产生一种冰晶和液态水的过渡层结构。液态水的润滑、冰晶在切線方向的滚动或滑动，会导致滑动摩擦系数降低，从而减小冰面摩擦阻力。

无舵雪橇、雪车和钢架雪车项目是雪地赛场上速度最快的3个项目——赛道长1.6千米左右，运动员需要在1分钟内快速完成全程滑行。这其中空气动力学发挥了重要作用。

无舵雪橇、雪车一般通过空气减阻提升运动成绩。橇和车本身的设计，运动员身体形态、位置等都是影响空气减阻的重要因素。在比赛中，运动员水平越高，其提升空间就越小，成绩竞争越激烈，因此通过空气减阻来提高成绩便十分重要。有研究显示，空气阻力占据总阻力的20%～26%，减少3%的阻力，最终成绩将提高0.1秒。

运动员的装备也暗藏物理学玄机。国际雪车和钢架雪车联合会（IBSF）规定，为了保障安全，运动员必须要戴头盔、使用专用手套、穿着特制紧身衣。另外，钢架雪车运动员穿的钉鞋也是针对项目特点定制的。鞋底前1/3的区域有总数不超过250个、直径小于1.5毫米的钉子，可以使运动员在起跑阶段更好地抓地，增加摩擦力，以获得初始速度。在滑行过程中，运动员仅需脚尖点地，即能改变钢架雪车的运动方向。

无舵雪橇、雪车的赛道蜿蜒曲折，非常壮观，为了避免触碰到赛道，正确的技术动作和身体形态就尤为重要。如果在运动中，特别是在转弯后磕碰赛道边缘，运动员自身重力、触碰产生的冰面摩擦力以及空气阻力，会导致滑行方向偏移，影响成绩甚至人身安全。

另外，受空气动力影响，无舵雪橇需要运动员完全“平躺”，钢架雪车则需要运动员完全“平趴”，这就需要严格控制双腿、躯体的位置和头俯仰的角度，就像用量角器测量好的那样，以减小空气阻力。

在钢架雪车比赛中，选手如果抬头观察环境，身体重心可能改变，就会导致其与之前确定的滑行轨迹有偏差。此外，在雪车比赛中，运动员的坐姿也会对运动轨迹有影响。

蕴藏在雪地赛场的物理学知识，从赛道、器械到运动员们的动作无处不在，也只有对这些知识深入了解并合理应用才能帮助运动员们在赛场上发光发热，一次又一次提升人类运动的极限。

 雪车鞋的鞋底前部均匀分布着鞋钉，鞋钉为刷型（绘图/黄金）

（责任编辑 / 张丽静 美术编辑 / 周游）